LED照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)“百寶箱”

LED照明將會(huì)取代主流的白熾照明和其他照明技術(shù)，占據(jù)市場(chǎng)主導(dǎo)位置。但從舊技術(shù)到新技術(shù)的轉(zhuǎn)換還需要多年時(shí)間。在此期間，LED燈設(shè)計(jì)師所面臨的挑戰(zhàn)是如何確保新設(shè)計(jì)與原本為白熾照明開發(fā)的現(xiàn)有控制器和布線架構(gòu)實(shí)現(xiàn)兼容和可靠工作。

LED燈泡的構(gòu)造

一個(gè)LED燈包含一個(gè)到十幾個(gè)甚至更多的LED芯片，它們通常串聯(lián)在一起。每個(gè)芯片的發(fā)光亮度由通過其中的電流大小決定。由于采用串聯(lián)連接方式，燈泡內(nèi)每個(gè)LED芯片會(huì)自動(dòng)通過相同的電流，但每個(gè)芯片上的電壓各不相同。LED的正向電壓降通常為3.4V，但會(huì)在2.8V到4.2V之間變化。

可以對(duì)LED進(jìn)行分類以限制電壓變動(dòng)幅度，但這會(huì)增加成本，并且正向電壓降仍會(huì)隨溫度和使用時(shí)間發(fā)生變化。要想提供一致的光輸出，LED燈必須由嚴(yán)格規(guī)定的高效恒流電源驅(qū)動(dòng)。作為白熾燈的替代品LED燈，該電源必須集成在燈殼內(nèi)。

典型集成LED燈包括驅(qū)動(dòng)電路、LED集束以及可同時(shí)為驅(qū)動(dòng)器和LED芯片提供機(jī)械保護(hù)和散熱的外殼。

LED驅(qū)動(dòng)器的要求非常嚴(yán)格。它必須是高效節(jié)能的，必須滿足嚴(yán)格的EMI和功率因數(shù)規(guī)格，并能安全地耐受各種故障條件。其中最為困難的要求之一是要有調(diào)光功能。由于LED燈的特性與專為白熾燈所設(shè)計(jì)的調(diào)光控制器之間存在不匹配，因此容易造成性能不佳。問題可能表現(xiàn)為啟動(dòng)速度慢、閃爍、光照不均勻、或在調(diào)整光亮度時(shí)出現(xiàn)閃爍。

此外，還存在各個(gè)單元性能不一致以及LED燈發(fā)出可聞噪聲等問題。這些負(fù)面情況通常是由誤觸發(fā)或過早關(guān)斷控制器以及LED電流控制不當(dāng)?shù)纫蛩毓餐�造成的�?/p>

調(diào)光控制器

照明控制器以線路調(diào)光或PWM調(diào)光的方式進(jìn)行工作。最簡(jiǎn)單的線路調(diào)光方式是前沿可控硅控制器。這是目前最常用的照明控制方式，但不幸的是，使用可控硅控制器對(duì)LED燈進(jìn)行調(diào)光時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量問題。更先進(jìn)的線路調(diào)光器是電子前沿或后沿調(diào)光器。PWM調(diào)光器則用于專業(yè)照明系統(tǒng)。